In the case of pure ZnO, however, weobserve an increase of response with increasing operating temper-ature in the range of the temperature chosen for the test. At 400◦C,the response is 85% which is 2.2 times less than that of the sen-sor based on Ni0.9Zn0.1O/ZnO at 300◦C. From these results it canbe observed that the sensor based on Ni0.9Zn0.1O/ZnO comparedto Ni0.9Zn0.1O and ZnO, shows a strong increase of response to300 ppm of CO and a drop in the maximum operating temperature.This suggests an influence of the formation of heterojunction on thegas sensing response and on the optimal operating temperature.The existing of the heterojunction can be proved by the dynamicresponse to CO at 300◦C for the three sensors (Fig. 4(b)), whereit can be seen that the baseline resistance in air of the compositematerial (Rair= 60 M) is far higher than that of the single com-ponents (ZnO: Rair= 750 k, Ni0.9Zn0.1O: Rair= 131 ). This kind ofheterojunction effect has also been reported for other heterojunc-tion systems like CuO-NiO [49] and Fe2O3-NiO [50].The same response studies were carried out on the three differ-ent sensors with 5 ppm of NO2.As Fig. 5 indicates, the response ofthe Ni0.9Zn0.1O/ZnO based sensor and the two others (Ni0.9Zn0.1Oand ZnO) decreases with increasing operating temperature. Theresponses are 1049% for ZnO, 354% for Ni0.9Zn0.1O/ZnO and 3% forNi0.9Zn0.1O at 225◦C, and 72% for ZnO, 30% for Ni0.9Zn0.1O/ZnO and0.1% for Ni0.9Zn0.1O at 350◦C. For the range of temperatures cov-ered in this work, the optimum temperature is 225◦C and at thistemperature the ZnO showed higher response than the other two.The response of the three sensors to 300 ppm of H2has been alsoinvestigated at different operating temperatures and the resultsare shown in Fig. 6. The response of the 3 kinds of sensors followsthe same trend, increasing with temperature up to 300◦C and thendecreasing. Among the three sensors investigated at 300◦C, ZnOshows a higher response (176%) than for Ni0.9Zn0.1O/ZnO (104%)and Ni0.9Zn0.1O (11%).The low gas response of sensor based on Ni0.9Zn0.1O (p-typesemiconductor) compared to the others (n-type semiconductors),can be explained by the theory supported by the Hübner et al.’scalculation which states that the gas response of p-type oxidesemiconductors is the square root of that of n-type oxide semicon-ductors with the same morphology [51]. Moreover, owing to itshigh conductivity (Rair= 131 ) compared to others (Rair= 750 kfor ZnO and Rair= 60 M for Ni0.9Zn0.1O/ZnO), the variation ofthe resistance at the surface of the particle is negligible becausethe Debye length is very short and the relative charge carrierchange is small when adsorbed gas exchanges electrons. Thehigh gas response of the sensor based on composite material(Ni0.9Zn0.1O/ZnO) for CO specifically can be explained by the for-mation of heterojunction in one hand but moreover by the catalyticactivity of both component (ZnO and Ni0.9Zn0.1O) on the oxidationof CO in other hand [52–54]. This cumulative CO oxidation catalyticactivity should favor more adsorption of CO on the surface via theactive sites thus enhancing the sensor response. This will not be thecase for H2and NO2.Based on the fact that the heterojunction and catalytic activityhave interesting effects on the detection of CO among the otherstesting gases (H2and NO2), further investigations on the gas sen-sor properties of the nanocomposite material (Ni0.9Zn0.1/ZnO) werecarried out by studying its selectivity, dynamic response and theinfluence of humidity.To this end and bearing in mind that selectivity is one of the mostproblematic properties of metal oxide gas sensors, the selectivityof Ni0.9Zn0.1O/ZnO nanocomposite with respect to CO, NO2and H2at different operating temperatures was investigated. Fig. 7 showsthe different responses of Ni0.9Zn0.1O/ZnO to the three gases at dif-ferent temperatures. These results show that at 225◦C the responseto 5 ppm of NO2(354%) is higher than that of 300 ppm of CO (33%)and 300 ppm of H2(23%). This implies that this sensor is at least10.7 times and 15.4 times more sensitive to NO2than CO and H2,respectively, at 225◦C which is indicative of its good selectivity toNO2. This good selectivity to NO2can be ascribed to the differencein the optimum operating temperature for each gas. At low tem-perature (225◦C) NO2reacts more with the material than CO. Infact NO2reacts with the sensing material in two ways: directly withfree electron (Eq. (1)) and with adsorbed oxygen on the surface (Eq.(2)). However the CO reacts only with the adsorbed oxygen on thesurface as shown in Eq. (3). At low temperature owing to the factthat the kinetic of reaction of CO with adsorbed oxygen species islow leading to a low oxygen desorption rate and electron release, adecrease of the response to CO is expected while this phenomenondoes not happen for NO2.
NO2(g)
+
e−→
NO2
− (1)
NO2(g)
+
O2
−
(ads) +
2e−→
NO2
−+2O− (2)
CO
+
O−
(ads)→
CO2 +
e− (3)At 300◦C and 350◦
ในกรณีของบริสุทธิ์ ZnO อย่างไรก็ตาม weobserve การเพิ่มขึ้นของการตอบสนอง ด้วยการเพิ่มการทำงานอารมณ์ ature ในช่วงอุณหภูมิสำหรับการทดสอบ 400◦C การตอบสนอง 85% ซึ่งเป็น 2.2 เท่าต่ำกว่าของเซนสออิง Ni0.9Zn0.1O/ZnO ที่ 300◦C จากนี้ผล canbe สังเกตว่า เซ็นเซอร์ตาม Ni0.9Zn0.1O/ZnO comparedto Ni0.9Zn0.1O และ ZnO แสดงการเพิ่มแข็งแกร่งของ ppm to300 การตอบสนองของ CO และลดลงในอุณหภูมิสูงสุด นี้แสดงให้เห็นอิทธิพลต่อการก่อตัวของ heterojunction บน thegas ตรวจวัดการตอบสนอง และอุณหภูมิเหมาะสมที่สุด ที่มีอยู่ของ heterojunction สามารถพิสูจน์ โดยการ dynamicresponse การ CO ที่ 300◦C สำหรับเซ็นเซอร์สาม (รูป 4(b)), whereit สามารถเห็นที่ความต้านทานหลักในอากาศของ compositematerial การ (แร่ = 60 เมตร) จะสูงกว่าของ com-ponents เดี่ยว (ZnO: แร่ = 750 k, Ni0.9Zn0.1O: แร่ = 131) ผล ofheterojunction ชนิดนี้ยังได้รับรายงานว่า สำหรับระบบ heterojunc-ทางการค้าอื่น ๆ เช่น CuO NiO [49] และ Fe2O3 NiO [50] การศึกษาการตอบสนองเดิมได้ดำเนินการบนเซ็นเซอร์สามตัวจมูกแตกต่างกับ 5 ppm ของ NO2 เป็นรูป 5 บ่งชี้ การตอบสนองของเซนเซอร์ Ni0.9Zn0.1O/ZnO คะแนนและสองคนอื่น ๆ (Ni0.9Zn0.1Oand ZnO) ลดลง ด้วยการเพิ่มอุณหภูมิการทำงาน Theresponses อยู่ 1049% ZnO, 354% สำหรับ Ni0.9Zn0.1O/ZnO และ 3% forNi0.9Zn0.1O ที่ 225◦C และ 72% สำหรับ ZnO, 30% สำหรับ Ni0.9Zn0.1O/ZnO and0.1% สำหรับ Ni0.9Zn0.1O ที่ 350◦C สำหรับช่วงอุณหภูมิสำหรับอัลบั้ม ered ในงานนี้ อุณหภูมิเหมาะสมคือ 225◦C และที่ thistemperature ZnO แสดงให้เห็นว่าการตอบสนองสูงกว่าอีกสอง การตอบสนองของเซนเซอร์สามถึง 300 ppm ของ H2has รับ alsoinvestigated ที่อุณหภูมิแตกต่างกันและ resultsare ที่แสดงในรูป 6 การตอบสนองของ 3 ชนิดของเซนเซอร์ followsthe แนวโน้มเดียวกัน เพิ่มอุณหภูมิได้ถึง 300◦C และ thendecreasing ระหว่างเซ็นเซอร์สามตัวตรวจสอบที่ 300◦C, ZnOshows การตอบสนองสูง (176%) กว่า Ni0.9Zn0.1O/ZnO (104%) และ Ni0.9Zn0.1O (11%) การตอบสนองต่ำก๊าซเซนเซอร์ที่อิง Ni0.9Zn0.1O (p typesemiconductor) เปรียบเทียบกับผู้อื่น (n ชนิดสารกึ่งตัวนำ), สามารถอธิบายได้ โดยทฤษฎีที่ได้รับการสนับสนุนโดย Hübner ร้อยเอ็ด ' scalculation ซึ่งระบุว่า การตอบสนองก๊าซของ oxidesemiconductors ชนิด p เป็นรากที่สองของของออกไซด์ประเภท n งาน semicon ductors กับสัณฐานเดียวกัน [51] นอกจากนี้ เนื่องจากการนำ itshigh (แร่ = 131) เทียบกับคนอื่น (แร่ = 750 k ZnO และแร่ = 60 เมตรสำหรับ Ni0.9Zn0.1O/ZnO), การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานที่ผิวของอนุภาคเป็นเล็กน้อยเนื่องจากความยาว Debye สั้นมาก และ carrierchange ค่าสัมพัทธ์มีขนาดเล็กเมื่อแก๊สซับแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน ตอบสนองก๊าซ Thehigh อิง material(Ni0.9Zn0.1O/ZnO) ผสม CO โดยเฉพาะเซนเซอร์สามารถอธิบายได้ ด้วยสำหรับไดรเวอร์ของ heterojunction ด้วยมือเดียว แต่นอกจากนี้ โดย catalyticactivity ของส่วนประกอบทั้งสอง (ZnO และ Ni0.9Zn0.1O) บน oxidationof CO ในมือ [52-54] Catalyticactivity ออกซิเดชัน CO นี้สะสมควรชอบดูดซับเพิ่มเติมของ CO บนผิวผ่านทางเว็บไซต์ theactive จึง เพิ่มการตอบสนองของเซนเซอร์ นี้จะไม่ thecase สำหรับ H2and NO2 อิงความจริงที่ว่า heterojunction และตัวเร่งปฏิกิริยา activityhave น่าสนใจผลการตรวจสอบของบริษัทในกลุ่ม otherstesting แก๊ส (H2and NO2), การสอบสวนคุณสมบัติสามเสนสอแก๊สของ werecarried (Ni0.9Zn0.1/ZnO) วัสดุสิตที่ออก โดยการศึกษาความใว ตอบสนองแบบไดนามิก และ theinfluence ของความชื้น ไปนี้ปืนในใจใวเป็นหนึ่งในคุณสมบัติ mostproblematic ของโลหะออกไซด์ก๊าซเซ็นเซอร์ สิต Ni0.9Zn0.1O/ZnO selectivityof เกี่ยวข้องกับ CO อุณหภูมิที่แตกต่างกัน NO2and H2at รับการตรวจสอบ รูป 7 showsthe แตกต่างกันการตอบสนองของ Ni0.9Zn0.1O/ZnO ก๊าซสามที่อุณหภูมิ dif ferent ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงว่า 225◦C responseto 5 ppm ของ NO2(354%) สูงขึ้นกว่า 300 ppm ของ CO (33%) และ 300 ppm ของ H2(23%) บ่งชี้ว่า เซนเซอร์นี้อยู่ที่ least10.7 ครั้งและมีความไวเท่า 15.4 NO2than CO และ H2 ตามลำดับ ที่ 225◦C ซึ่งบ่งบอกถึงความเป็น toNO2 ใวดี นี้ใวดีไป NO2can ได้รับการกำหนดให้ differencein มีประสิทธิภาพสูงสุดที่อุณหภูมิสำหรับก๊าซแต่ละ ที่ NO2reacts ต่ำ tem-อุณหภูมิ (225◦C) กับวัสดุมากกว่าบริษัทมีแจ็คพ็อต NO2reacts ด้วยวัสดุตรวจวัดสองวิธี: ตรง withfree อิเล็กตรอน (Eq. (1)) และซับออกซิเจนบนผิว (Eq.(2)) อย่างไรก็ตาม CO ทำปฏิกิริยาเฉพาะกับออกซิเจน adsorbed บน thesurface ดังที่แสดงใน Eq. (3) ที่อุณหภูมิต่ำเนื่องจาก factthat การเคลื่อนไหวของปฏิกิริยาของ CO กับซับออกซิเจนชนิด islow นำออกซิเจนต่ำคายออกอัตราและอิเล็กตรอนออก adecrease ในการตอบสนองบริษัทคาดว่าในขณะนี้ phenomenondoes ไม่เกิดขึ้นสำหรับ NO2NO2(g)+e−→MOQ− (1)NO2(g)+O2−(โฆษณา) +2e−→MOQ− + 2O− (2)บริษัท+O−→ (โฆษณา)CO2 +e− (3) ที่ 300◦C และ 350◦
การแปล กรุณารอสักครู่..

ในกรณีของ ZnO บริสุทธิ์ อย่างไรก็ตาม weobserve เพิ่มขึ้นจากการดำเนินงานเพิ่มอารมณ์ตูเรในช่วงอุณหภูมิที่เลือกสำหรับการทดสอบ ที่ 400 ◦ C , การตอบสนองเป็น 85% ซึ่งเป็น 2.2 เท่า น้อยกว่า ของ เซน ส. ตาม ni0.9zn0.1o/zno 300 ◦ C จากผลเหล่านี้มันสามารถสังเกตได้ว่าเซ็นเซอร์ที่ใช้ใน ni0.9zn0.1o มากกว่าและ ni0.9zn0.1o/zno ZnO , แสดงเพิ่มขึ้นแรงของการตอบสนอง to300 ppm CO และลดลงในอุณหภูมิสูงสุด . นี้แสดงให้เห็นอิทธิพลของการก่อตัวของ heterojunction บน thegas ตอบสนองสัมผัส และอุณหภูมิสูงที่สุด สภาพของ heterojunction สามารถพิสูจน์ได้โดย dynamicresponse CO ที่ 300 ◦ C 3 ตัว ( รูป 4 ( b ) ) whereit จะเห็นได้ว่าพื้นฐานความต้านทานของวัสดุเชิงประกอบ ( rair ในอากาศ = 60 เมตร ) อยู่ไกลสูงกว่าของส่วนประกอบโดยทั่วไป com เดียว ( P : rair = 750 k , ni0.9 zn0.1o : rair = 131 ) ชนิดนี้ ofheterojunction ผลยังได้รับรายงานอื่น ๆ heterojunc tion เหมือนกับระบบ 2 ( นีโอ [ 49 ] และโดย Nio [ 50 ] . การศึกษาการตอบสนองเดียวกัน ได้ดำเนินการบนสามแตกต่างกันเอนท์เซ็นเซอร์กับ NO2 5 ppm . เป็นรูปที่ 5 แสดงการตอบสนองของ ni0.9zn0.1o/zno ตามเซนเซอร์และสองอื่น ๆ ( ni0.9zn0.1oand ZnO ) ลดลงเมื่อเพิ่มอุณหภูมิ . theresponses เป็น 1049 ( ZnO , 354 ) ni0.9zn0.1o/zno และ 3% forni0.9zn0.1o ที่ 225 ◦ C , และ 72 % ZnO , 30% สำหรับ ni0.9zn0.1o/zno and0.1 % ni0.9zn0.1o ที่ 350 ◦ C สำหรับช่วงของอุณหภูมิมีรด ในงานนี้ อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 225 ◦ C และที่ thistemperature และ ZnO พบการตอบสนองสูง กว่าอีกสอง การตอบสนองของทั้งสามตัวของ h2has 300 ppm ที่อุณหภูมิต่าง ๆ ได้ศึกษา และเมื่อแสดงในรูปที่ 6 การตอบสนองของ 3 ชนิดของเซ็นเซอร์แยกแนวโน้มเดียวกัน เพิ่มอุณหภูมิได้ถึง 300 องศาเซลเซียส และ◦ thendecreasing . ระหว่างสามเซ็นเซอร์ตรวจสอบ 300 ◦ C znoshows การตอบสนองที่สูง ( 176 ) กว่า ni0.9zn0.1o/zno ( 104 ) และ ni0.9zn0.1o ( 11% ) ต่ำ การตอบสนองของก๊าซเซ็นเซอร์ตาม ni0.9zn0.1o ( p-typesemiconductor ) เมื่อเทียบกับคนอื่น ๆ ( ระบบทั่วไป ) สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีที่สนับสนุนโดย H ü bner et al . 'scalculation ซึ่งระบุว่า แก๊ส คำตอบของพี oxidesemiconductors เป็นรากที่สองของของทั่วไปออกไซด์ SEMICON ductors กับสัณฐานเดียวกัน [ 51 ] นอกจากนี้ เนื่องจาก itshigh ค่า rair = 131 ) เมื่อเทียบกับคนอื่น ๆ ( rair = 750 kfor และซิงค์ออกไซด์ rair = 60 M สำหรับ ni0.9zn0.1o / ZnO ) , การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานที่ผิวของอนุภาคเป็นเล็กน้อยเนื่องจาก ดีบายความยาวจะสั้นมาก และ carrierchange ค่าใช้จ่ายญาติมีขนาดเล็กเมื่อดูดซับแลกเปลี่ยนก๊าซอิเล็กตรอน ก๊าซเซนเซอร์ที่มีการตอบสนองขึ้นอยู่กับวัสดุคอมโพสิต ( ni0.9zn0.1o / ZnO ) Co โดยเฉพาะสามารถอธิบายได้ด้วยสำหรับข้อมูลใน heterojunction ในมือข้างหนึ่ง แต่ยิ่งไปกว่านั้น โดย catalyticactivity ของทั้งสององค์ประกอบ ( และซิงค์ออกไซด์ ni0.9zn0.1o ) บนมืออื่น ๆบริษัทใน oxidationof 52 ) [ 54 ] นี้สะสมเหรีย catalyticactivity ออกซิเดชันควรโปรดปรานมากกว่าการดูดซับ CO บนพื้นผิวทางเว็บไซต์ตกค้างจึงเพิ่มเซนเซอร์ตอบสนอง นี้จะไม่เป็นกรณีสำหรับ h2and NO2 ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่า heterojunction และ catalytic activityhave น่าสนใจต่อการตรวจหา CO ใน otherstesting ก๊าซ ( h2and NO2 ) การสอบสวนเพิ่มเติมเกี่ยวกับเซ็น ก๊าซเสียคุณสมบัติของวัสดุนาโนคอมโพสิต ( ni0.9zn0.1 / ZnO ) โดยทำการศึกษาการตอบสนองแบบไดนามิก และอิทธิพลของ ความชื้น จะจบและแบริ่งในใจว่า สามารถเป็นหนึ่งในคุณสมบัติของก๊าซเซ็นเซอร์ mostproblematic โลหะออกไซด์ , selectivityof ni0.9zn0.1o/zno นาโนคอมโพสิต ด้วยความเคารพ Co , no2and h2at แตกต่างอุณหภูมิถูกตรวจสอบ รูปที่ 7 showsthe แตกต่างกันการตอบสนองของ ni0.9zn0.1o/zno ไปสาม ferent dif ก๊าซที่อุณหภูมิ ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าที่ 225 ◦ C responseto 5 ความเข้มข้นของ NO2 ( 354 ล้านบาท สูงกว่าของบริษัท 300 ppm ( 33% ) และ H2 300 ppm ( 23% ) แสดงว่าเซ็นเซอร์นี้เป็นช่วงเวลาที่อ่อนไหวและ least10.7 15.4 เท่า no2than Co และ H2 ตามลำดับที่ 225 ◦ C ที่บ่งบอกถึงการ tono2 ของมันดี ดีเลือกเป็นหมวด no2can ผลต่างของอุณหภูมิสูงที่เหมาะสมสำหรับแต่ละก๊าซ ที่ perature สูงต่ำ ( 225 ◦ C ) no2reacts มากขึ้นด้วยวัสดุกว่า no2reacts กับการตรวจจับวัสดุ Co . infact ในสองวิธี : โดยตรง withfree อิเล็กตรอน ( อีคิว ( 1 ) พร้อมดูดซับออกซิเจนบนพื้นผิว ( อีคิว ( 2 ) อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาดูดซับออกซิเจนจำกัดเฉพาะบนพื้นผิวที่แสดงในอีคิว ( 3 ) ที่อุณหภูมิต่ำเนื่องจากความจริงที่ว่าจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาชนิดออกซิเจนดูดซับ CO กับ islow นำออกซิเจนต่ำและอัตราการปลดปล่อยอิเล็กตรอนปล่อย adecrease ของการ จำกัด คาดว่าขณะนี้ phenomenondoes ไม่เกิดขึ้นสำหรับ NO2 .NO2 ( กรัม )+E −→NO2( 1 ) บริษัท เวสเทิร์นNO2 ( กรัม )+โอทูบริษัท เวสเทิร์น( โฆษณา )2 −→NO2−− + 20 ( 2 )บริษัท+o บริษัท เวสเทิร์น( โฆษณา ) → keyboard - key - nameบริษัท
การแปล กรุณารอสักครู่..
